package com.cfc.stage1;

import org.junit.Test;

/**
 * @description: 出现一次的数字
 *   https://leetcode.cn/problems/single-number/description/
 * @author: yangxuan10
 * @create: 2024-04-24 10:39
 **/
public class SingleNumber {

    @Test
    public void test1() {

    }

    /**
     * 如果不考虑时间复杂度和空间复杂度，这道题有很多种解法，可能的解法有如下几种。
     *
     *    1、使用集合存储数字。遍历数组中的每个数字，如果集合中没有该数字，则将该数字加入集合，如果集合中已经有该数字，则将该数字从集合中删除，最后剩下的数字就是只出现一次的数字。
     *    2、使用哈希表存储每个数字和该数字出现的次数。遍历数组即可得到每个数字出现的次数，并更新哈希表，最后遍历哈希表，得到只出现一次的数字。
     *    3、使用集合存储数组中出现的所有数字，并计算数组中的元素之和。
     *       由于集合保证元素无重复，因此计算集合中的所有元素之和的两倍，即为每个元素出现两次的情况下的元素之和。
     *       由于数组中只有一个元素出现一次，其余元素都出现两次，因此用集合中的元素之和的两倍减去数组中的元素之和，
     *       剩下的数就是数组中只出现一次的数字。
     *
     *  上述三种解法都需要额外使用 O(n)的空间，其中n是数组长度。
     *
     *  如何才能做到线性时间复杂度和常数空间复杂度呢？
     *    1、任何数和 0 做异或运算，结果仍然是原来的数，即 a ^ 0 = a;
     *    2、任何数和自身做异或运算，结果是 0 ，即 a ^ a = 0；
     *    3、异或运算满足交换律和结合律，即
     *       a⊕ b⊕a= b⊕a⊕a =b ⊕(a⊕a) =b⊕0=b。
     *
     *
     *
     *    假设数组中有 2m+1 个数，其中有m个数各出现两次，一个数出现一次。令 a1、a2、...、am
     *    为出现两次的m数，a(m+1) 为出现一次的数。根据性质3，数组中的全部元素的异或运算结果
     *    总是可以写成如下形式：
     *       (a1^a1)^(a2^a2)^(a3^a3)^(a4^a4)....^a(m+1)
     *    根据性质 2 和性质 1,上式可化简和计算得到如下结果：
     *       (0^0)^(0^0)^(0^0)^(0^0)....^a(m+1) = a(m+1)
     *     ^  按位异或  相同则为 0 ，不同结果为：1
     */
    public int singleNumber1(int [] nums) {
        int single = 0;
        for (int num : nums) {
            single ^= num;
        }
        return single;
    }


    public int singleNumber(int [] nums) {
        if (nums == null) {
            throw new RuntimeException("数组为空");
        }
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            boolean flag = true;
            for (int j = 0; j < nums.length; j++) {
                if ( i != j && nums[i] == nums[j]) {
                   flag = false;
                   break;
                }
            }
            if (flag) {
               return nums[i];
            }
        }
        throw new RuntimeException("未找到具体得数据");
    }

}